铣床电气控制的plc改造(附件)【字数：17110】
摘 要随着电子电器产业的兴起，数字电子控制系统装置越来越先进，可编程控制器在工业环境设计中成为热门应用。用铣刀对工件做切削加工的机床被大家称之为铣床。铣床不仅能够铣削简单的零件，还能加工比较繁琐的型面，铣床的工作效率高，安全可靠，有连锁保护。在设计的过程中，我先稍微分析了一下机械结构，然后对于铣床进行了硬件设计和软件设计。选择了西门子S7-200PLC，编译PLC梯形图。程序编译成功后，用仿真软件在PLC试验台进行仿真模拟。由此看出，铣床具备安装简单，稳定性好，维修便利，扩展性强的特点，所以，铣床在机械制造和维修等场所中得到普遍应用。
目 录
第一章 绪论 1
1.1X62W万能铣床的研究背景 1
1.2铣床的研究目的及意义 1
1.3铣床研究的国内外发展状况 1
1.3.1铣床的发展现状 1
1.3.2铣床的发展趋势 2
第二章 X62W万能铣床的总体设计 4
2.1铣床的简介 4
2.2铣床的主要特点 4
2.3X62W铣床的结构和运动形式 4
2.3.1铣床的结构 4
2.3.2铣床的运动形式 5
2.4万能铣床的电气控制要求 5
2.4.1主运动 5
2.4.2进给运动 6
2.4.3辅助运动 6
2.5铣床控制过程的特点 6
2.6铣床电气的改造方法 7
第三章 铣床的硬件设计 8
3.1工艺要求 8
3.2铣床的电力拖动特点和控制要求 8
3.3电气设计原理图 9
3.4电器元件明细表 10
3.5工作原理及分析 10
3.5.1主电路的分析 10
3.5.2控制电路的分析 11
第四章 铣床的软件设计 14
4.1铣床PLC控制系统设计的基本原则 14
4.2铣床PLC控制系统设计的基本内容 14
4.3铣床PLC控制系统设计的一般步骤 14
4.4X62W铣床进行PLC改造需解决的问题 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
4.4.1.基于PLC的铣床电气控制系统硬件设计 15
4.4.2基于PLC的铣床电气控制系统程序设计 15
4.5X62W铣床进行PLC改造方法及步骤 15
4.6PLC特点及功能 15
4.6.1PLC的特点 15
4.6.2PLC的功能 16
4.7机型选择 17
4.8PLC控制系统的I/O接线 17
4.8.1控制电路的I/O分配表 17
4.8.2PLC控制系统的I/O接线图 18
4.9PLC软件系统设计 19
4.9.1PLC工作流程图 19
4.9.2PLC控制的顺序流程图 20
4.10万能铣床的梯形图 21
4.11PLC的仿真模拟 23
4.11.1仿真模拟的意义 23
4.11.2调试过程 23
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1.1X62W万能铣床的研究背景
生活中广泛地使用各种机床设备,既有现代化的机床，也有传统机床。传统的铣床电气控制系统区别于现代化系统，没有复杂的结构，只是由继电器、接触器等基本元件组成，一直没有淘汰。然而，继电器形成的电气控制系统有着很多的不足之处，例如：体积大、能耗高、可靠性不高、寿命短等。特别地，这种控制模式很难顺应多变的生产工艺要求，一旦生产工作和工艺进程发生变动,硬件结构必须改变并且重新设计，这样会浪费金钱，也拖延了时间。
随着科技的进步,各种机械设备开始逐步引入PLC技术。和传统继电器控制方式相较, PLC凭借其较高的安全保障，十分灵活，节省时间，效益高等优势，在机床控制系统改造过程中十分吃香。运用PLC设计机床的控制系统,有着诸多的益处，能够减少强电元件的数量,使电气控制系统的稳定性和可靠性也能得以改善,以此来提升产品的质量和效率。现在,国内许多厂商的自动化控制系统和加工机床都采纳PLC技术，而不是传统的继电器控制了。
可编程控制器PLC是一种自动控制装置，近几年来，PLC技术开发的非常迅速，运用也是非常普及。如今PLC技术在国外已经比较成熟,因而用PLC技术控制铣床电气控制系统，这个方法具有较高的可行性。在我国PLC的使用用并不是非常广泛，所以市场前景十分广阔。本课题的研究在一定程度上能加快PLC产业的发展与进步，如果在某一方面能能有所成改进，那会是一个巨大的进步。
1.2铣床的研究目的及意义
这个课题的目的是锻炼自己解决实际问题的能力，训练自己对于PLC技术的运用，从而了解X62W铣床的工作原理。从客观上看，PLC能够轻松地完成难度比较高的逻辑控制，传统的控制方法存在着诸多缺点，例如：控制失效且不良、运动速度慢等。面对工业生产中，旧机床利用率较低的现象，除了抛弃传统的，开发新装置外，应该在旧机床的基础上加以改良，以提高其利用率。本课题就是针对该现象提出的改良措施。该控制系统由编码器、电机、上位机、现场总线、网络交换机、PLC、电气控制系统、相关上、下位控制以及其他软件构成。对现有X62W铣床进行改革后，使其能够进行数控机床的加工，从而达到投资少、见效快的目标，更能够提高我国的生产水平。
1.3铣床研究的国内外发展状况
传统的铣床结构简单，只有继电器、行程开关等基本元件，但是为人们加工键槽、非回转体等稍复杂一些的零件提供了便捷，成为生产中主要加工设备。伴随计算机技术的迅猛发展，利用PLC和计算机改造铣削机床已经十分普及了。
1.3.1铣床的发展现状
1818年诞生了第一台卧式铣床，它的出现可以说是一个重大突破。在逐渐被人们接受使用的过程中，1862年开发出了使用效率更高、加工种类更广泛的万能铣床，之后，在铣床中加入数控电路和控制技术等，使铣床朝自动化方向发展，在一台机床上全面的实现形状复杂的非回转零件的自动化加工。特别说明，在主运动速度不断提高时也可以加工如不锈钢、钛合金等难以加工的材料，此时主运动采用磁浮主轴，转速可达200000r/min。位移控制系统里的光栅尺精度高，在我们看来不可能实现的微米级加工精度，该系统能准确无误的做到。
目 录
第一章 绪论 1
1.1X62W万能铣床的研究背景 1
1.2铣床的研究目的及意义 1
1.3铣床研究的国内外发展状况 1
1.3.1铣床的发展现状 1
1.3.2铣床的发展趋势 2
第二章 X62W万能铣床的总体设计 4
2.1铣床的简介 4
2.2铣床的主要特点 4
2.3X62W铣床的结构和运动形式 4
2.3.1铣床的结构 4
2.3.2铣床的运动形式 5
2.4万能铣床的电气控制要求 5
2.4.1主运动 5
2.4.2进给运动 6
2.4.3辅助运动 6
2.5铣床控制过程的特点 6
2.6铣床电气的改造方法 7
第三章 铣床的硬件设计 8
3.1工艺要求 8
3.2铣床的电力拖动特点和控制要求 8
3.3电气设计原理图 9
3.4电器元件明细表 10
3.5工作原理及分析 10
3.5.1主电路的分析 10
3.5.2控制电路的分析 11
第四章 铣床的软件设计 14
4.1铣床PLC控制系统设计的基本原则 14
4.2铣床PLC控制系统设计的基本内容 14
4.3铣床PLC控制系统设计的一般步骤 14
4.4X62W铣床进行PLC改造需解决的问题 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
4.4.1.基于PLC的铣床电气控制系统硬件设计 15
4.4.2基于PLC的铣床电气控制系统程序设计 15
4.5X62W铣床进行PLC改造方法及步骤 15
4.6PLC特点及功能 15
4.6.1PLC的特点 15
4.6.2PLC的功能 16
4.7机型选择 17
4.8PLC控制系统的I/O接线 17
4.8.1控制电路的I/O分配表 17
4.8.2PLC控制系统的I/O接线图 18
4.9PLC软件系统设计 19
4.9.1PLC工作流程图 19
4.9.2PLC控制的顺序流程图 20
4.10万能铣床的梯形图 21
4.11PLC的仿真模拟 23
4.11.1仿真模拟的意义 23
4.11.2调试过程 23
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1.1X62W万能铣床的研究背景
生活中广泛地使用各种机床设备,既有现代化的机床，也有传统机床。传统的铣床电气控制系统区别于现代化系统，没有复杂的结构，只是由继电器、接触器等基本元件组成，一直没有淘汰。然而，继电器形成的电气控制系统有着很多的不足之处，例如：体积大、能耗高、可靠性不高、寿命短等。特别地，这种控制模式很难顺应多变的生产工艺要求，一旦生产工作和工艺进程发生变动,硬件结构必须改变并且重新设计，这样会浪费金钱，也拖延了时间。
随着科技的进步,各种机械设备开始逐步引入PLC技术。和传统继电器控制方式相较, PLC凭借其较高的安全保障，十分灵活，节省时间，效益高等优势，在机床控制系统改造过程中十分吃香。运用PLC设计机床的控制系统,有着诸多的益处，能够减少强电元件的数量,使电气控制系统的稳定性和可靠性也能得以改善,以此来提升产品的质量和效率。现在,国内许多厂商的自动化控制系统和加工机床都采纳PLC技术，而不是传统的继电器控制了。
可编程控制器PLC是一种自动控制装置，近几年来，PLC技术开发的非常迅速，运用也是非常普及。如今PLC技术在国外已经比较成熟,因而用PLC技术控制铣床电气控制系统，这个方法具有较高的可行性。在我国PLC的使用用并不是非常广泛，所以市场前景十分广阔。本课题的研究在一定程度上能加快PLC产业的发展与进步，如果在某一方面能能有所成改进，那会是一个巨大的进步。
1.2铣床的研究目的及意义
这个课题的目的是锻炼自己解决实际问题的能力，训练自己对于PLC技术的运用，从而了解X62W铣床的工作原理。从客观上看，PLC能够轻松地完成难度比较高的逻辑控制，传统的控制方法存在着诸多缺点，例如：控制失效且不良、运动速度慢等。面对工业生产中，旧机床利用率较低的现象，除了抛弃传统的，开发新装置外，应该在旧机床的基础上加以改良，以提高其利用率。本课题就是针对该现象提出的改良措施。该控制系统由编码器、电机、上位机、现场总线、网络交换机、PLC、电气控制系统、相关上、下位控制以及其他软件构成。对现有X62W铣床进行改革后，使其能够进行数控机床的加工，从而达到投资少、见效快的目标，更能够提高我国的生产水平。
1.3铣床研究的国内外发展状况
传统的铣床结构简单，只有继电器、行程开关等基本元件，但是为人们加工键槽、非回转体等稍复杂一些的零件提供了便捷，成为生产中主要加工设备。伴随计算机技术的迅猛发展，利用PLC和计算机改造铣削机床已经十分普及了。
1.3.1铣床的发展现状
1818年诞生了第一台卧式铣床，它的出现可以说是一个重大突破。在逐渐被人们接受使用的过程中，1862年开发出了使用效率更高、加工种类更广泛的万能铣床，之后，在铣床中加入数控电路和控制技术等，使铣床朝自动化方向发展，在一台机床上全面的实现形状复杂的非回转零件的自动化加工。特别说明，在主运动速度不断提高时也可以加工如不锈钢、钛合金等难以加工的材料，此时主运动采用磁浮主轴，转速可达200000r/min。位移控制系统里的光栅尺精度高，在我们看来不可能实现的微米级加工精度，该系统能准确无误的做到。
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